UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PŘÍRODOV ĚDECKÁ FAKULTA KATEDRA GEOLOGIE FRAGMENTACE LESNÍ KRAJINY JAKO DŮLEŽITÝ FAKTOR OVLIV ŇUJÍCÍ DIVERZITU SPOLE ČENSTEV NO ČNÍCH MOTÝL Ů NA P ŘÍKLADU CHKO ČESKÝ KRAS bakalá řská práce Jana Sojková Biologie – Geologie a ochrana životního prost ředí (B1501) prezen ční studium vedoucí práce: RNDr. Tomáš Kuras, Ph.D. Kv ěten 2009 2 „Prohlašuji, že jsem p ředloženou bakalá řskou práci vypracovala samostatn ě za použití citované literatury.“ V Olomouci, dne 10. 5. 2009 ------------------------------------- Jana Sojková 3 BIBLIOGRAFICKÁ IDENTIFIKACE Jméno a p říjmení autora : Jana Sojková Název práce : Fragmentace lesní krajiny jako d ůležitý faktor ovliv ňující diverzitu spole čenstev no čních motýl ů na p říkladu CHKO Český kras. Typ práce : Bakalá řská Pracovišt ě: Katedra geologie Vedoucí práce : RNDr. Tomáš Kuras, Ph.D. Rok obhajoby práce : 2009 Abstrakt : Většinu území České republiky lze ozna čit jako fragmentovanou krajinu. Fragmentizací dochází ke vzniku bariér, jež zabra ňují genetickému toku v populacích a narušují koloniza ční a disperzní procesy. Vznikají metapopulace, jejichž díl čí populace jsou v prostoru nespojité. Zm ěny krajinné struktury a kvality díl čích fragment ů se odráží v druhové rozmanitosti rostlin i živo čich ů. V p ředložené bakalá řské práci jsem se pokusila nastínit tuto problematiku. V teoretické části jsem se zam ěř ila na literární rešerši studií o fragmentaci krajiny, ostrovní biogeografii a metapopula ční teorii. Popsala jsem metodiku odchytu no čních motýl ů pomocí p řenosných sv ětelných lapa čů . Sou částí je také charakteristika zájmového území, které se nachází v jihozápadní části CHKO Český kras. V praktické části jsem vypo čítala míru konektivity lesních fragment ů použitím všeobecn ě uznávané metody IFM (Incidence Function Model) za pomoci programu ArcView GIS 3.2., což bude podkladem pro interpretaci druhové diverzity jednotlivých studijních ploch. Sv ětelné lapa če byly zatím jen odzkoušeny. Chycené druhy byli typické pro eurosibi řský faunistický prvek, ale vzhledem k prozatímnímu rozsahu pr ůzkumu a termínu instalace pastí, lze usuzovat, že druhová diverzita bude ješt ě nesrovnateln ě pest řejší. Klí čová slova : fragmentace lesa, konektitiva, metapopulace, model inciden ční funkce Po čet stran : 59 Po čet p říloh : 5 strany Jazyk : Čeština 4 BIBLIOGRAPHICAL IDENTIFICATION Autor´s first name and surname : Jana Sojková Title : The woodland fragmentation as an important factor affecting diversity of moth communities: a case study from the Bohemian Karst Protected Landscape Area. Type of thesis : bachelor Department: Geology Supervisor: RNDr. Tomáš Kuras, Ph.D. The year of presentation : 2009 Abstract : The most of Czech Republic comprise fragmeted landscape. Fragmentation leads to an increasing amount of barriers which defend a natural genetic flow among populations and change colonizational and dispersal procceses. There arise metapopulations, whose partial populations are discontinuous in space. Changes in landscape structure and quality of partial fragments are reflected on species diversity. I have tried to outline this problematic in my bachelor thesis. I have focused on reviev literature about landscape fragmentation, island biogeography and metapopulation theory in the theoretical part. Then I have described moths catching methodology using mobile light traps. Another part of this thesis comprises characteristics of studied area in the southwest of Bohemian Karst Protected Landscape Area. The practical part includes a calculation of forest-fragments conectivity using Incidence Function Model and GIS methods. Conectivity values will be used for intepretation of species diversity in individual studied fragments. The light traps have just been tested. Caugtht species were typical of the Euro-Siberian faunistic region, but accordig to the preliminary extent of research and instalation date it is possible to suppose that species diversity is going to be much more richer. Keywords: conectivity, incidence function model, metapopulation, woodland fragmentation Number of pages : 59 Number of appendices : 5 pages Language : Czech 5 Obsah Seznam tabulek…………………………………………………………………………..6 Seznam obrázk ů……………………………………………………...………………......7 1. Úvod……………………………………………………………..…………………....8 2. Fragmentace krajiny - rešeršní část…………………………………………………...9 2.1. Vývoj krajiny st ředních Čech……...…………………..……………………9 2.2. Fragmentace krajiny…………………………………..…………………..12 2.3. Teorie ostrovní biogeografie……………………………………………….18 2.4. Metapopula ční teorie……….……………………….….………………….20 2.5. Ekologie, ohrožení a ochrana motýl ů v ČR……….…….…………………23 2.6. Motýli jako bioindika ční skupina.……………….……….………………..25 3. Metodika………………………………………..…………………….……………...28 3.1 Charakteristika zájmového území……………….………….………………28 3.1.1 Vymezení oblasti…………………………………………………………28 3.1.2 Stru čná charakteristika abiotických podmínek a biotických podmínek CHKO Český kras………………………………………...……………………………29 3.1.3 Tradice lepidopterologických pr ůzkum ů v Českém krasu.………………32 3.2 Metodika sb ěru dat………...………………………………………………..34 3.3 Analýza dat………………………………………..………………………..37 4. Výsledky……………………………………………………………………………..38 4.1. P ředb ěžná analýza entomologického materiálu……………………………38 4.2. Stanovení konektivity lesních fragment ů……………………….....………39 5. Diskuze……………………………………………………………………………....42 6. Záv ěr………………………………………………………………………………....44 7. Použitá literatura…………………………………………………………………......45 8. P řílohy……………………………………………………………………………….55 6 Seznam tabulek Tabulka 1. Míra konektivity lesních fragment ů v zájmovém území (CHKO Český kras)……….....................................................................................................................41 Tabulka 2. Vý čet nalezených druh ů ze čeledí Noctuidae a Geometridae z 18.-19.8.2008 ………….………………………………………………………………………………55 Tabulka 3. Vý čet nalezených druh ů ze čeledí Noctuidae a Geometridae z 22.-23.4.2009 …………..……………………………………………………………………………...55 Tabulka 4. Vý čet nalezených druh ů ze čeledí Noctuidae a Geometridae z 28.-29.4.2009 ………………………………………………………………………………………….56 7 Seznam obrázk ů Obrázek 1. Rovnováha mezi imigrací a vymíráním na velkých a malých ostrovech a na blízkých a vzdálených ostrovech.………………………………………………………19 Obrázek 2: Umíst ění CHKO Český kras v rámci České republiky…………………….28 Obrázek 3: Vzájemná pozice studovaných ploch………………………………………29 Obrázek 4: P řenosný sv ětelný lapa č typu Minnesota resp. její modifikace s lineárním zá řivkovým t ělesem, tzv. Pennsylvánský lapák, ur čený pro monitoring v noci aktivních motýl ů…………………………………………………………………..………………36 Obrázek 5: Vymezení zájmové oblasti v rámci širšího okolí, které jsme uvažovalo p ři výpo čtu konektivity…..………………………………………………………………...58 Obrázek 6: Grafické vyjád ření konektivity lesních fragment ů v zájmovém území (CHKO Český kras)…………………………………………………………………….59 8 1. ÚVOD Ztráta stanoviš ť p ředstavuje nejv ětší hrozbu pro dlouhodobé pro p řežívání organism ů na Zemi. Skládá se ze t ří hlavních komponent ů: p římého ni čení stanoviš ť, jejich fragmentace a snižování jejich kvality. Asi nejsložit ějším z těchto faktor ů je fragmentace, která p ředstavuje redukci p ůvodn ě kontinuálních stanoviš ť do n ěkolika menších více či mén ě izolovaných plošek. To postupn ě vede nejen k poklesu druhové diverzity, ale také k r ůstu okrajového efektu, poklesu hustoty a abundance druh ů, zm ěny mezidruhových vztah ů a ekologických proces ů a poklesu konektivity (VANDEWOESTIJNE et al. 2005). Většinu území České republiky m ůžeme ozna čit jako fragmentovanou krajinu. Typickým p říkladem je krajina Českého krasu, která je p ředm ětem této studie. P ůvodn ě velké homogenní lesní plochy, jsou zde rozd ěleny do mozaiky menších a vícemén ě izolovaných fragment ů. Tím dochází ke zm ěně podmínek, na které mohou r ůzné organismy reagovat velmi r ůzn ě. Také historické kontinuum krajinných fragment ů je důležitým hlediskem, ze kterého je t řeba nahlížet na dynamiku výskytu organism ů. Lesy s časovou kontinuitou se chovají odlišn ě než lesy bez ní (FREESE et al. 2006). Moje bakalá řská práce je sou částí projektu "VaV SP_2d3_139_07 Limity ochrany biodiverzity ve fragmentované krajin ě" v rámci díl čího tématu zam ěř eného na problematiku no čních motýl ů. Cílem je: • literární rešerše na téma fragmentace krajiny a její vliv na diverzitu bezobratlých • popis metodiky monitoringu no čních motýl ů • předb ěžná analýza entomologického materiálu a vyhodnocení konektivity lesních fragmentů Hlavním cílem celého projektu je rozkrýt souvislost mezi diverzitou bezobratlých a jejich lesním prost ředím. Výsledky projektu budou moci být použity jako podklad pro plán pé če CHKO Český kras. 9 2. FRAGMENTACE KRAJINY - REŠERŠNÍ ČÁST 2.1. VÝVOJ KRAJINY ST ŘEDNÍCH ČECH První kontakt člov ěka s přírodou prob ěhl v této oblasti již v dob ě paleolitu, tzv. nejstarší dob ě kamenné. Člov ěk (lovec) byl jako biologický druh členem p řirozených spole čenstev. Žil ko čovným, ko řistnickým zp ůsobem a p řírodu ovliv ňoval jen málo. Po skon čení poslední doby ledové (v pozdním glaciálu - 15 tisíciletí p ř. n. l.) dochází k oteplování a postupnému zvyšování vlhkosti. Zpo čátku, v preboreálu, stále ješt ě dominují v nížinách suché, chladné stepi, které ve vyšších polohách p řechází v kamenná mo ře a su ťové hole. V boreálu, kdy už je výrazn ě tepleji a vlh čeji, se především do nížin za čínají ší řit d řeviny. Krajina má v této dob ě parkovitý charakter – st řídání sv ětlých porost ů borovice, b řízy a jalovce s otev řenými porosty rázu kontinentálních stepí,